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摘要：在给水处理的过程中，通过必要的处理方法改善水质使之符合生活饮用水或工业使用所要求的水质标准。在给水处理中，某种处理方法除取是某一特定的处理效果外，有的往往也直接或间接发兼收其它效果。对其中的理论进行分析，有利于更好地把握水处理的方法，提升水处理的针对性和效果。
关键词：水处理；理论；净化；清除
安全供水，是城市供水的基本要求，是一个系统工程。取水净水和配水的每一个环节都关系到能否为用户提供合格的饮用水服务。自来水处理过程中，只要某一个环节稍有差池就可能影响出厂水水质不符合生活饮用水卫生标准。同时，水处理对于水资源的节约有着十分重要的意义。在水处理的过程中，由于水原情况复杂，因此呈现出了多种处理方法和理论依据。对其中的理论进行分析将有利于提升水处理的针对性，使其为合格饮用水提供更为有效的帮助和促进。
一、水处理的概述
水处理指的是利用物理处理或者化学处理的方式，把水中的杂志、细菌、微生物、重金属和其它有害物质进行清除，使其达到用水的标准和要求。水处理的对象包括污水和饮用水，污水处理的目的是降低化学物质对土地、环境、空气等的污染。饮用水处理的目的是为人类提供水资源。水是不可再生能源，因此水处理技术的出现是对水资源的一个循环利用，对人类社会的可持续发展来说有着重要的意义。
二、水处理的工艺
在水处理中，对于污水和饮用水处理的方式是不一样的。污水处理工艺包含三个级别的处理，根据处理目标和要求，对于不同的水质，在处理的工艺上会有所不同，要根据具体的情况来决定。
在饮用水的处理中，要确定原水的水质情况。如果原水是市政的自来水，那么在处理的时候就要经过如下的7个流程：
如果原水是一半的地表水，那么在进行上述7个流程之前还要进行杀菌工作，并且要在其中添加絮凝剂。如果原水是井水，那么在第一个流程滤砂过后要添加一个可以对水中的铁锰离子进行清除的过滤器。
现在，在饮用水的处理上，一般都提倡深度处理，也就是在传统的混凝、沉淀、过滤和消毒的四个步骤上再适应其它的工艺，对饮用水中的大分子有机物进行处理，使得饮用水的质量得到提高。常用的处理工艺有臭氧-活性碳技术、膜分离技术、生物活性碳技术、吹脱技术等。
三、饮用水处理中的理论与分析
在饮用水的处理中，不同的方法有不同的原理和相关的理论，只有对这些方法的理论进行了掌握，才能更好地根据水质的情况和处理的需求来选择不同的处理方法。下面就饮用水处理过程中常用的传统处理工艺和深度处理工艺的理论进行分析。
1、沉淀物过滤法
沉淀物过滤法是饮用水处理的传统基础方法，主要就是要对水源当中的悬浮颗粒物质或者胶体的物质进行清除，避免这些物质破坏过滤膜，造成水路的堵塞。这种方法是比较传统的，从工艺上来说也是最简单的。在这种方法的操作当中，主要就是利用过滤器来进行过滤，将体积比较大的物质过滤出来。其主要的理论依据是利用过滤网中的入水压和出水压的差来进行操作，然后利用体积的阻隔原理来实现过滤沉淀。
2、紫外消毒
紫外消毒主要利用紫外线杀菌灯来对饮用水进行消毒，它的理论依据是利用紫外线的照射，对细菌核酸的生命遗传物质进行破坏，使其不能进行繁殖。根据水处理中的需求，用以进行紫外线消毒的工具根据用途可以分为照射型、浸泡型和流水型这三种。紫外消毒法自身安全性较高，并且成本低，对于菌种的选择性比较少，不会导致水质发生明显的改变，因此获得了广泛的使用。除了用在饮用水的处理中，在很多渔场、游泳池、温泉等地方的水处理中，这种方法的普及度很高，并且杀菌效果可以达到99%以上[3]。
3、臭氧-活性炭
臭氧的强氧化性很突出，在饮用水的处理中，它最早是作为消毒剂使用的，可以使得水肿的色度和臭味得到去除。在饮用水的处理中，臭氧的使用主要是基于它对有机物分子结构的破坏原理，通过臭氧的使用，会让有机物的物质成分得到改变。活性炭是一种多孔性的物质，主要对氯和氯氨及其其它分子量处于60—300道尔顿的溶解性有机物质进行吸附和清除。活性炭的表面是颗粒状的，内部有许多的小孔和毛细管，因此它的内部表面积是非常大的。对于活性炭来说，它的使用理论依据主要来源于内部小孔和毛细管的吸附作用，它们对于有机物的吸附能力比较明显，在对饮用水处理的过程中，对于不同的有机物特性，它的处理效果和吸附效果不一样，属于物理方法中的一种。当前，在饮用水的处理上，一般会促进臭氧和活性炭的联合使用，因为活性炭可以使得饮用水中的小分子物质得到有效地去除，但是对于大分子有机物就会束手无策。在这样的情况下，臭氧的氧化作用会使得大分子的有机物分解为小分子，从而促进了有机物更好地进入到炭为孔的内部，延长活性炭的使用周期。同时活性炭又可以吸附臭氧在氧化过程中产生的大量中间产物，例如三氯甲烷等等。[1]
3、膜分离技术
膜分离技术主要就是用压力来做为膜分离的推动力，具体来说，在饮用水的处理上，又分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等工艺方法。这种技术可以确保饮用水水质的 ，工艺的原理主要是机械的筛滤作用，因此水质和滤膜孔径的大小有很大的关系。一般来说，微滤一般用在高纯水的终端处理中，超滤可以去除大分子有机物和细菌、病毒等微生物，在饮用水的处理中，超过滤法一般会用在反渗透法的准备操作中，用以防治反渗透膜遭受到细菌的污染，
纳滤在饮用水的深度处理中应用较为广泛。反渗透法在水处理中，对于溶解在水中的无机物可以起到良好的清除作用，同时，对于有机物、细菌、热原和一些其它的颗粒同样也有着明显的清除作用。反渗透方法的理论依据就是利用半透膜两边溶液的浓度差来进行相应的操作。通过施加一个比渗透压还大的压力，使得水的移动方向和原有的浓度自然转移方向相反，使得水从高浓度的流向低浓度，当前，反渗透技术已经成为制备纯水的主要技术之一。[2]
4、吹脱技术
吹脱技术主要就是不让水和空气产生接触，利用水中溶解化合物的实际浓度与平衡浓度之间的差异，将挥发性组分不断由液相扩散到气相中，达到去除挥发性有机物的目的。这种处理方法在对于不可挥发性的杂质来说，有着明显的清除作用，但是对于可挥发性的污染物不能对其进行清除。在以前，这种方法一般用在对饮用水中溶解的二氧化碳、硫化氢、氨气等气体进行去除，并且增加氧气的溶解程度，加强水中金属的氧化程度。从上个世纪70年代开始，这个技术才真正在去除饮用水中低浓度挥发性的有机物上发挥作用。这种工艺成本低，是采用活性碳达到同样去除效果所需运行费用的二分之一至四分之一，因此，在去除饮用水中挥发性有机物上，它是一种性价比高的处理工艺。
5、超声空化技术
如果超声波的频率在20kHz以上，那么用它来对饮用水进行辐射的时候，它就会引起饮用水中许多化学变化的产生，这就是超声空化效应。这种方式在饮用水中使用可以使得有机物得到有效的降解，主要操作途径是热解——自由基氧化——超临界水氧化——机械剪切。如果超声波的辐射强度足够，那么它在对溶液进行辐射的时候，在声波负压相内，空化泡形成长大，而在随后的声波正压相中，气泡被压缩，空化泡在经历一次或数次循环后达到一不平衡状态，受压迅速崩溃。这种方法对于脂肪烃、芳香族类、天然有机物、农药等均有较好的降解作用，因此在引用水的处理中被广泛地使用。[3]
四、结语
综上所述，在饮用水处理的过程中，无论是何种方法，从理论上来说，主要利用了生物、物理和化学三个方面的理论和原理。不同的方法在处理对象、作用、效果、适应范围、成本上都是不一样的需要综合考虑，合理选择。由于自来水是供给人们生活使用的，因此在它的处理过程中，只要有一个环节不符合要求都会影响人们的健康，并且造成水资源的浪费。因此，需要对饮用水的处理方法和理论依据进行把握，从而提高处理的效率和效果。
参考文献
[1] 左社强, 唐志坚, 张平. 臭氧-生物活性炭饮用水处理技术及其应用前景[J]. 能源工程, 2003(1):33-36.
[2] 许丽丽. 膜技术在饮用水处理中的应用与发展[J]. 西南给排水, 2007(4):14-17.
[3] 漆铜, 周晓龙, 张勇. 新型饮用水深度处理技术浅析[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2015(11).
论文作者:叶秀芳
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
标签：水处理论文; 饮用水论文; 有机物论文; 方法论文; 活性炭论文; 臭氧论文; 水中论文; 《基层建设》2017年2期论文;